德克薩斯大學圣安東尼奧分校(UTSA)的一支國際研究團隊近日取得了重大發現,他們在超過5億年歷史的三葉蟲化石中檢測到了保存完好的幾丁質(chitin)化學證據。這一發現不僅挑戰了科學界關于生物碳保存時限的傳統認知,也為理解地球長期的碳循環提供了全新的視角。該研究成果已發表在專注于古生物學和沉積學記錄的期刊《PALAIOS》上 。
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三葉蟲作為地球上最具辨識度的化石之一,長期以來被視為遠古海洋生物的礦物快照。然而,此次研究打破了這一刻板印象。幾丁質是一種堅韌的有機聚合物,廣泛存在于現代蟹殼、昆蟲外骨骼以及真菌細胞壁中,其含量僅次于纖維素,是自然界第二豐富的有機聚合物。長期以來,科學界普遍認為幾丁質在生物死亡后會因微生物分解和化學降解而迅速消失。然而,這項由UTSA地球與行星科學助理教授伊麗莎白·貝利(Elizabeth Bailey)領導的研究,首次證實了這種有機物質可以在特定的埋藏條件下在地質記錄中留存數億年之久 。
貝利教授指出,這項研究證明幾丁質在地質記錄中的存續時間遠超預期。這一發現的意義不僅局限于古生物學領域,更對理解有機碳如何在漫長的地質時期內存儲于地殼中具有重要啟示。研究表明,由于石灰巖是由生物材料堆積形成的,且常含有產生幾丁質的生物,這意味著石灰巖在長期的碳封存過程中扮演著重要角色,與地球二氧化碳水平的調節息息相關 。
該項目的研究始于貝利教授在加州大學圣克魯茲分校(UC Santa Cruz)進行博士后研究期間,并得到了海辛-西蒙斯基金會(Heising-Simons Foundation)的資助。貝利教授將行星科學的視角引入了這項工作,結合了她在地層學、野外地質學以及生物材料與地球碳循環相互作用方面的專業背景。她表示,通過現代分析技術重新審視這些古老且標志性的化石群,不僅揭示了生物分子在深層時間中的耐久性,也為未來的學生主導研究開辟了新的方向,特別是利用UTSA的早期地球實驗室探索地質材料中有機分子的長期生存機制 。
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